Efecto del pH sobre la compatibilidad termodinámica de los sistemas micelas de caseína - goma guar

LOPEZ HIRIART, MILAGROS; RISSO, PATRICIA; BOERIS, VALERIA

Casilda

Jornada; XV Jornadas de Divulgación Técnico-Científicas 2014 ? II Jornada Latinoamericana Facultad de Ciencias Veterinarias ? Universidad Nacional de Rosario; 2014

Facultad de Ciencias Veterinarias, UNR

En la industria alimentaria se utilizan mezclas complejas de biopolímeros para otorgar textura deseable a los productos alimenticios. Particularmente a los productos lácteos, en los cuales las caseínas (CN) son la fracción proteica mayoritaria, suelen adicionarse polisacáridos. Por esto, es importante estudiar los mecanismos de interacción entre las CN y los polisacáridos para una adecuada formulación de dichos productos. Las micelas de CN (MC) son partículas coloidales (diámetro ~ 60-600 nm), formadas por la asociación supramolecular de subunidades de CN: s1, s2,  y -CN. Estas fracciones están organizadas dentro de la micela formando submicelas con la -CN, la más hidrofílica, en la superficie de las MC estabilizando estérica y electrostáticamente la estructura coloidal. Las submicelas están unidas entre sí mediante interacciones hidrofóbicas, puentes de calcio y fosfato de calcio coloidal3. Los galactomananos son polisacáridos utilizados en los alimentos como espesantes y estabilizantes. Poseen una cadena lineal de residuos de manosa unidos mediante enlaces (1-4) sustituídos por residuos de galactosa unidas por enlaces (1-6). La goma guar (GG) es un galactomanano con una relación manosa/galactosa de ~ 1,82. El objetivo de este trabajo fue estudiar las interacciones entre las MC y la GG, caracterizando el comportamiento termodinámico de sus mezclas a distintos pH. Se realizaron mezclas de MC-GG en distintas proporciones (MC: 0,5-4,5% cada 0,5%; GG: 0,025-0,25 % cada 0,025%) a cada uno de los pH ensayados (6,00-7,00 cada 0,25 unidades). Estos sistemas se incubaron 24 hs a 4°C y se evaluó por inspección visual la presencia de una o dos fases. Posteriormente, se seleccionaron sistemas representativos y se determinó el tamaño medio de los agregados proteicos utilizando un analizador de tamaño de partículas. Se construyeron diagramas de fases, simbolizando con un círculo blanco los sistemas monofásicos y con un círculo negro los bifásicos. En la figura se muestra a la izquierda, a modo de ejemplo, un sistema bifásico y a la derecha el diagrama de fases obtenido a pH 6,50. En todos los casos en que los sistemas resultaron incompatibles se observó una separación segregativa de las fases, es decir, que cada una de las fases se enriqueció en uno de los componentes y se empobreció en el otro: la fase superior se enriqueció en GG mientras que la inferior en MC. Dependiendo de la composición total de los sistemas se obtuvieron distintas relaciones entre el volumen de la fase superior y el de la fase inferior (R): los sistemas con mayor cantidad de GG presentaron un R mayor (como en el caso de la figura) y los sistemas conteniendo mayor cantidad de MC, un R menor. Se observó que al disminuir el pH se incrementó el rango de compatibilidad termodinámica. Es decir, que sistemas con la misma composición de MC y GG resultaron compatibles a pH 6,00 mientras que se separaron en dos fases a pH 7,00. Una de las razones por las cuales puede producirse una separación de fases es por el efecto del volumen excluido (mayor a mayor tamaño). Sin embargo, el tamaño medio de las MC disminuyó al aumentar el pH, al tiempo que se incrementa la carga negativa de las MC. Por otra parte, Antonov y col. propusieron la existencia de un pequeño número de grupos funcionales cargados positivamente en la GG1. Se podría postular la formación de complejos electrostáticos débiles solubles en agua a pH más altos, lo que llevaría a un sistema monofásico con partículas coloidales de mayor tamaño medio. Mientras que a pH más bajos, al reducirse la carga negativa neta de las MC, estos complejos no se formarían, ocurriendo la separación de fases.